[發(fā)明專利]一種鋰電池隔膜漿料及其制備的鋰電池隔膜、鋰電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010886281.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112194914A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁海朝;徐鋒;郗騰;蘇碧海;蘇柳;李騰
• 申請（專利權(quán)）人: 河北金力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/65;C08J7/04;H01M50/403;H01M50/431;H01M50/446;H01M50/491;H01M10/052;C08L23/06;C08L23/08
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開了一種鋰電池隔膜漿料，按照質(zhì)量份數(shù)包括：去離子水100份、分散劑3?15份、單質(zhì)納米硅20?80份、增稠劑3?15份、造孔劑5?20份和粘合劑3?15份。由該鋰電池隔膜漿料涂覆制備的鋰電池隔膜，由于鋰電池隔膜漿料中含有單質(zhì)納米硅，其形成的涂層中存在大量顆粒間孔，可以改善隔膜的電解液吸收能力和電解液潤濕性。當(dāng)制備的鋰電池隔膜用于鋰金屬電池中時(shí)，循環(huán)失效時(shí)長顯著高于對比例，0.5C倍率下電池循環(huán)性能保持良好，而對比例失效。鋰金屬電池中，負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性良好，鋰電池使用壽命顯著延長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰電池隔膜漿料及其制備的鋰電池隔膜、鋰電池。

背景技術(shù)

經(jīng)歷了三十年的商業(yè)化進(jìn)程和技術(shù)迭代，基于插層化學(xué)技術(shù)的鋰離子電池仍是新能源行業(yè)的首選。為保證鋰離子從電極中嵌入/脫嵌的過程是可逆的，需要始終穩(wěn)定的基體材料來容納鋰離子。然而經(jīng)過對鋰離子電池技術(shù)的不斷優(yōu)化，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鋰離子電池已經(jīng)接近其理論能量密度的極限。

當(dāng)選用鋰金屬替代石墨作為負(fù)極時(shí)，由于其高理論容量(3860mAh/g)和低電化學(xué)勢能(-3.04V vs.SHE)，電池能量密度將有約50％的提升。但是，鋰金屬具有在電解液-鋰界面形成枝晶的本征傾向，尖銳的鋰枝晶會(huì)刺穿隔膜，造成電池短路，導(dǎo)致安全隱患。而且，由于失去電接觸的鋰和含鋰的固體電解液中間相(SEI)的不斷形成，電化學(xué)過程中鋰的損失是不可避免的，這會(huì)導(dǎo)致電池壽命變短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中鋰金屬替代石墨作為負(fù)極時(shí)，鋰枝晶造成電池短路和壽命變短的技術(shù)缺陷，而提供一種鋰電池隔膜漿料。

本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供上述鋰電池隔膜漿料涂覆形成的鋰電池隔膜。

本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供上述鋰電池隔膜組成的鋰電池。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種鋰電池隔膜漿料，按照質(zhì)量份數(shù)包括：

去離子水100份、分散劑3-15份、單質(zhì)納米硅20-80份、增稠劑3-15份、造孔劑5-20份和粘合劑3-15份。

在上述技術(shù)方案中，所述單質(zhì)納米硅的顆粒粒徑范圍為20-500nm。

在上述技術(shù)方案中，所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酸鉀鹽、聚丙烯酸銨鹽和聚羧酸鈉鹽中的一種或任意比例的混合；

所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羧甲基羥丙基纖維素和羥乙基纖維素中的一種或任意比例的混合；

所述造孔劑為乙醇、丙醇、異丙醇中的一種或任意比例的混合；

所述粘合劑為水性聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯和環(huán)氧樹脂中的一種或任意比例的混合。

在上述技術(shù)方案中，其制備方法包括以下步驟：

步驟1：將所述分散劑與去離子水混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為300-1500rpm/min，攪拌時(shí)間為5-30min，得到第一液體；

步驟2：將所述第一液體和單質(zhì)納米硅混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為1000-5500rpm/min，攪拌時(shí)間為30-150min，得到第二液體；

步驟3：將所述第二液體與造孔劑混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為300-1500rpm/min，攪拌時(shí)間為5-30min，得到第三液體；

步驟4：將所述第三液體與增稠劑混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為300-1500rpm/min，攪拌時(shí)間為5-30min，得到第四液體；

步驟5：將所述第四液體與粘合劑混合攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為300-1500rpm/min，攪拌時(shí)間為5-30min，得到鋰電池隔膜漿料。